第七章發(fā)酵過程中工藝參數(shù)的檢測和控制(參考版)
2025-03-04 07:17本頁面
【正文】 將餾出液倒入量筒中，稍加攪動，使之均勻，將酒精計與溫度計同時置入量筒，測定酒精度與溫度。用電爐加熱，同時接通冷卻水，餾出液收集于100mL容量瓶或量筒中。,?,酒精度的測定,準確量取100mL發(fā)酵成熟醪倒入500mL蒸餾瓶中，并加入等量的蒸餾水。,?,固定化酵母的活化,在裝有200 mL活化糖液的500mL三角瓶中，加入上述固定化酵母（加入前用無菌水沖洗），搖勻后用八層紗布封好瓶囗，放入30℃的恒溫培養(yǎng)箱或搖瓶機中培養(yǎng)。,?,玉米淀粉培養(yǎng)基準備,20克玉米淀粉，加200毫升水，攪拌加熱到淀粉透明，加高溫淀粉酶4ML，90℃保溫2小時，碘反應(yīng)顯棕色。 2.將上述凝膠裝入注射器中，滴入0.2 mol/L氯化鈣中，控制滴速，用玻棒攪拌成珠。亮氨酸類合成并不經(jīng)過三羥酸循環(huán)，因而供氧過量，反而起到抑制作用,?,酵母菌的固定化,1.每組40ml 2.5%海藻酸鈉加4克上述酵母泥，攪拌均勻。,?,供養(yǎng)充足 限氧 舉例 A. 產(chǎn)量大 抑制 谷氨酸 B. 產(chǎn)量大 影響不大 賴氨酸 C. 產(chǎn)量抑制 大 亮氨酸、苯丙氨酸 說明需氧發(fā)酵并不是溶氧愈大愈好。如亮氨酸發(fā)酵。如賴氨酸發(fā)酵。 A.供氧充足，產(chǎn)量才最大，反之受到強烈的抑制。,?,第十節(jié)、發(fā)酵終點的判斷,三、確定放罐的指標有： （1）產(chǎn)物產(chǎn)量高； （2）殘?zhí)橇康停?（3）菌體開始自溶，表現(xiàn)發(fā)酵液過濾速度慢、氨基酸含量、 pH升高，和菌絲形態(tài)如碎片增多等。但占罐，費電。,?,四、發(fā)酵染菌原因分析,㈠ 染菌的雜菌種類分析 若污染的雜菌是耐熱的芽孢桿菌，可能是由于培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、設(shè)備存在死角等引起； 若污染的是球菌等不耐熱雜菌，可能是由于種子帶菌、空氣過濾效率低、設(shè)備滲漏和操作問題等引起；,?,㈡ 發(fā)酵染菌的規(guī)模分析,① 大批量發(fā)酵罐染菌 空氣過濾器介質(zhì)失效等問題； ② 部分發(fā)酵罐染菌 連消系統(tǒng)滅菌不徹底；也可能是中間補料染菌， ③ 個別發(fā)酵罐連續(xù)染菌 大都是由于設(shè)備滲漏造成。從目前的情況來看，發(fā)酵中期染菌一般較難挽救，危害性較大，在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡力做到早發(fā)現(xiàn)，快處理。,?,⑵ 發(fā)酵前期染菌 在發(fā)酵前期，微生物菌體主要是處于生長、繁殖階段，此時期代謝的產(chǎn)物很少，相對而言這個時期也容易染菌，染菌后的雜菌將迅速繁殖，與生產(chǎn)菌爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，嚴重干擾生產(chǎn)菌的正常生長、繁殖及產(chǎn)物的生成。若將污染的種子帶入發(fā)酵罐，則危害極大，因此應(yīng)嚴格控制種子染菌的發(fā)生。染菌對發(fā)酵生產(chǎn)率、提取率、得率、產(chǎn)品質(zhì)量和三廢治理等都有很大的影響。,8.6 控制泡沫的方法,?,第九節(jié) 發(fā)酵生產(chǎn)染菌及其防治,所謂發(fā)酵染菌是指在發(fā)酵過程中，生產(chǎn)菌以外的其他微生物侵入了發(fā)酵系統(tǒng)，從而造成生產(chǎn)損失。加量一般為培養(yǎng)基總體積的0.02%0.002%。③滅菌前加. （二）消除已形成的泡沫。 ①原料配比。 ②.泡沫表面粘度較大時，可加入某些分子內(nèi)聚力較小的物質(zhì)，以降低其表面粘度而使其破裂。目前工業(yè)上已取代油。 B.高分子物質(zhì)如聚氧乙烯氧丙烯甘油，（GPE）又叫泡敵。但作用不大。 ③菌種不同，如有的生長慢，易起泡。 ③妨礙菌的呼吸和生長，使產(chǎn)量下降。 8.2 泡沫的危害： ①造成大量的逃液，而使裝料系數(shù)減少。 ②再如脂肪酸生物合成也需，如乙酰CoA+CO2 →丙二酰CoA→長鏈脂肪酸。動物細胞培養(yǎng)需要CO2培養(yǎng)箱 。,第七節(jié) CO2的影響及其控制,?,但某些菌又需要適量的CO2 。,6.3 控制溫度的應(yīng)用,?,CO2的來源和影響 CO2濃度高對微生物生長不利。青霉素產(chǎn)量比在25℃恒溫培養(yǎng)提高14.7%。,6.2 發(fā)酵熱的測定及計算,?,抗生素生產(chǎn)，菌的生長和合成需不同溫度。,?,①通過測量一定時間內(nèi)冷卻水的流量和冷卻水進出口溫度，用下式計算： Q發(fā)酵=G.c（t1t2）/ V 單位 千卡/m3.h G—冷卻水 c—水的比熱 tt2 —進出的冷卻水溫度（℃）。,?,④輻射熱（Q輻射） 因發(fā)酵液溫度與罐外溫度不同，發(fā)酵液中有部分熱通過罐體向外輻射。 （KW/m3KJ/Kw.h） 3600為熱功當(dāng)量。熱量的單位（ KJ/ m3 .h),?,第六節(jié) 溫度對發(fā)酵的影響與控制,②攪拌熱（Q攪拌） 液體與攪拌設(shè)備之間的摩擦產(chǎn)生的熱量。 ①生物熱（Q生物） C6H12O6+12O6→6CO+6H2O+熱量，除了用于合成外，其余部分則以熱的形式散發(fā)出來。產(chǎn)生的熱能減去散失的熱能，所得的凈熱量就是發(fā)酵熱[Q發(fā)酵，kJ／(m3 .h)]， 即Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌Q蒸發(fā)Q輻射。 ④二者都較窄，pH又不同。 ②u、Qp二者一個較寬，一個 較窄。 ③可以通過補加糖或油來調(diào)節(jié)pH,?,（2）控制 最適pH在微生物生長和產(chǎn)物形成的關(guān)系中有四種情況。調(diào)節(jié)的方法有： ①H2SO4和NaOH直接控制 ②用補硫酸銨和氨水控制 PH較高時補加硫酸銨。 該物質(zhì)都在水中解離，氫離子濃度對這些物質(zhì) 的解離影響很大，從而影響微生物的營養(yǎng)吸收、 酶的活性等。 ②直接影響酶的活性。 ③生長和合成pH不同 如鏈霉素產(chǎn)生菌生長的最適pH為6.36.9，而合成pH6.77.3。,?,第五節(jié)、pH對發(fā)酵的影響及其控制,5.1 pH值對菌生長和代謝產(chǎn)物形成的影響。,返回,★,?,?,7.3 溶氧的控制,菌的生
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